(57)【要約】【課題】正確な放射線画像が取得できるとともに故障の少ない放射線検出器を提供する。【解決手段】本発明のゲートドライバ１３は、コンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタ４ｔをオフとするときにゲート電極Ｇに印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更する。コンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しにくいと、それだけコンデンサ４ｃの破壊が起こりやすくなる。そこで、電荷がトランジスタ４ｔ側に逃げることができるようにオフ時電圧の絶対値は低くされる。この様にすることで、様々な放射線検出器の種別についてコンデンサ４ｃの破壊の防止と確実な検出信号の取得とのバランスが取れた放射線検出器が取得できる。【選択図】図２
2013198054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線をキャリアに変換する変換層と、
前記変換層を電界に置くための電極層と、
前記キャリアを検出するとともに電荷を蓄積するコンデンサと蓄積した電荷の取り出しを制御するトランジスタとを備えた検出素子が配列された検出基板と、
前記トランジスタのオン・オフを行うゲート電極の電位を制御するゲートドライバを備え、
前記ゲートドライバは、前記コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、前記トランジスタをオフとするときに前記ゲート電極に印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更し、
前記コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しにくくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、前記オフ時電圧の絶対値を低くするように変更することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記ゲートドライバは、前記電極層に印加される電圧の絶対値の変更に応じて前記オフ時電圧を変更することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記ゲートドライバは、前記オフ時電圧の極性を前記電極層に印加される電圧の極性と同じにすることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記ゲートドライバは、前記変換層における放射線を前記キャリアに変換する効率である電荷変換率の変更に応じて前記オフ時電圧を変更することを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線検出器において、
前記ゲートドライバは、前記変換層の種別の変更に応じて前記オフ時電圧を変更することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線検出器を搭載した放射線撮影装置であって、
放射線を照射する放射線源を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出する放射線検出器に関し、特に、電荷の読み出しについて工夫がされた放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線をイメージングする放射線検出器は、医療分野をはじめ様々な分野で用いられる。この放射線検出器の具体的な構成について説明する。従来の放射線検出器６０は、図８に示すように、放射線を電子・正孔のキャリア対に変換するアモルファスセレン層５１と、アモルファスセレン層５１の両面を覆うように積層された高抵抗膜５２，５７と、高抵抗膜５７に接して設けられたガラス製のアクティブマトリックス基板５４と、高抵抗膜５２に積層された電極層５３と、アモルファスセレン層５１，高抵抗膜５２，および電極層５３を覆うように設けられた絶縁樹脂層５５と、絶縁樹脂層５５を覆うように設けられたガラス板５６とを備えている。
【０００３】
アクティブマトリックス基板５４には、複数の収集電極５４ａが設けられている。収集電極５４ａはアモルファスセレン層５１に接続されており、アモルファスセレン層５１で発生したキャリア（ホール）は、収集電極５４ａの各々に収集される。収集電極５４ａは、アクティブマトリックス基板５４に２次元マトリックス状に配列されている。
【０００４】
収集電極５４ａに入力した電荷は、収集電極５４ａに電気的に接続されたコンデンサＣに蓄積される（図９参照）。このコンデンサＣは、トランジスタＴのソースＳに接続されている。コンデンサＣに蓄積された電荷は、このトランジスタＴによって読み出される。なお、このトランジスタＴは、収集電極５４ａに印加される電圧の極性によって、Ｎチャンネル、またはＰチャンネルのトランジスタを用いるものである。
【０００５】
このトランジスタＴについて説明する。トランジスタＴは、ゲート電極Ｇの電圧を制御することにより動作する。ゲート電極Ｇの電位を負とすると、トランジスタＴはＯＦＦ状態となる。すると、コンデンサＣとドレインＤとは電気的に絶縁された状態となり、コンデンサＣに蓄積された電荷はドレインＤには流れない。一方、ゲート電極Ｇの電位を正とすると、トランジスタＴはＯＮ状態となる。すると、コンデンサＣとドレインＤとは電気的に接続された状態となりコンデンサＣに蓄積された電荷がドレインＤに流れる。このようにしてドレインＤに向けて流れた電流が、放射線の入射量を示す電気信号であり、放射線検出器の出力である（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７９２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−０７５０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来構成には次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線検出器は、放射線を電荷に変換する放射線変換膜の種類がアモルファスセレン層で固定であれば問題ないが、放射線変換膜を取り替えて使用する場合、放射線入力のダイナミックレンジを一定に保つことが困難になるという問題点がある。
【０００８】
従来の構成によれば、コンデンサＣに電荷が蓄積しすぎるとトランジスタＴがＯＦＦ状態であっても電流がソースＳ・ドレインＤ間を流れてしまう。この様な問題が生じる理由について説明する。放射線検出器に放射線が当たり続けると、キャリアが次々と収集電極５４ａに収集される。すると、トランジスタＴにおけるソースＳの電位が変化する。
【０００９】
図９は、コンデンサＣに電荷が蓄積されていない状態を表している。このとき、トランジスタＴのソースＳの電位はほぼ０Ｖである。このとき、ゲート電極Ｇの電位は−１０Ｖであり、ソースＳの電位よりも低いので、トランジスタＴは、ＯＦＦ状態である。
【００１０】
図１０は、コンデンサＣに電荷が蓄積され続けた状態を表している。コンデンサＣに電荷が蓄積され続けると、次第にトランジスタＴのソースＳの電位は低下する。すると、ソースＳの電位がゲート電極Ｇの電位に近づき、トランジスタＴは、ＯＦＦ状態の維持ができなくなる。トランジスタＴのＯＮ，ＯＦＦは、ソースＳ・ゲート電極Ｇとの電位差により決まるからである。この様な状態となると、電流がソースＳからドレインＤに向けて流れてしまう。つまり、蓄積された電荷の一部がコンデンサＣから逃げ出してしまう。
【００１１】
蓄積電荷が電流漏れにより減少した状態でトランジスタＴをＯＮ状態としても、このとき出力される電気信号は、放射線検出器に入射した放射線入射量を正確に表してはいない。コンデンサＣに蓄積された電荷の一部は、トランジスタＴをＯＮ状態とする前にドレインＤに流れ去ってしまったからである。
【００１２】
つまり、コンデンサＣには、あまり多くの電荷を蓄積できないということである。このような事情は、放射線を電荷に変換する放射線変換膜の種類を変更しようとするときに問題となる。つまり、放射線変換膜の種類をアモルファスセレン層から例えばＣｄＴｅ層に変更して放射線検出器を製造すると、よりコンデンサＣに電荷が蓄積しやすくなる。
【００１３】
コンデンサＣに電荷がある一定量たまると、上述の電荷の漏洩が起こる前に電荷の読み出しを行わなければならない。放射線変換膜にＣｄＴｅ層を使うと、コンデンサＣの蓄積電荷がより速くこの限界に近づくことになる。つまり、放射線変換膜の種類に応じて、トランジスタＴをＯＮしたときに取り出せる電荷量に相当する放射線量（ダイナミックレンジ）が異なってしまう。
【００１４】
つまり、従来構成においては、放射線変換膜の変更を行うと、放射線変換膜の変換効率が高いほど頻繁に読み出しを行うようにトランジスタＴの制御を変更しなければならない。この設計変更は簡単に行えるものではない。
【００１５】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、異なる放射線変換膜を使用する場合でも、入射するＸ線に対するダイナミックレンジが一定になるような放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、放射線をキャリアに変換する変換層と、変換層を電界に置くための電極層と、キャリアを検出するとともに電荷を蓄積するコンデンサと蓄積した電荷の取り出しを制御するトランジスタとを備えた検出素子が配列された検出基板と、トランジスタのオン・オフを行うゲート電極の電位を制御するゲートドライバを備え、ゲートドライバは、コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタをオフとするときにゲート電極に印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更し、コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しにくくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、オフ時電圧の絶対値を低くするように変更することを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］本発明の構成は、トランジスタのゲート電極の電位を制御するゲートドライバを備えている。本発明は、このゲートドライバの動作に特徴がある。すなわち、ゲートドライバは、コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタをオフとするときにゲート電極に印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更するのである。コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しやすいと、それだけ読み出した電荷データが正確でなくなる。そこで、本発明によれば、コンデンサから電荷が漏洩しにくくなるようにオフ時電圧の絶対値を高く設定するようにしている。また、逆にコンデンサに蓄積された電荷が漏洩しにくいと、読み出した電荷データの誤差は小さい。そこで、この場合は、トランジスタのオフ時電圧を低くするようにし、トランジスタが破壊しないようにしている。この様にすることで、様々な放射線検出器の種別について漏れ出す臨界の入射線量を一致させることができ、ダイナミックレンジをほぼ一定に保つことができる。
【００１８】
また、上述の放射線検出器において、ゲートドライバは、電極層に印加される電圧の絶対値の変更に応じてオフ時電圧を変更すればより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の一例を示すものとなっている。コンデンサにおける電荷の蓄積のしやすさは、主に電極層に印加される電圧の絶対値の大きさにより決定される。この絶対値に応じてオフ時電圧を変更すれば、本発明における課題を確実に解決することができる。
【００２０】
また、上述の放射線検出器において、ゲートドライバは、オフ時電圧の極性を電極層に印加される電圧の極性と同じ極にすればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の一例を示すものとなっている。この様に構成すれば、電極層の種別に応じて確実に動作する放射線検出器が提供できる。
【００２２】
また、上述の放射線検出器において、ゲートドライバは、変換層における放射線をキャリアに変換する効率である電荷変換率の変更に応じてオフ時電圧を変更すればより望ましい。
【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の一例を示すものとなっている。電荷変換効率もコンデンサにおける電荷の蓄積のしやすさを決定する要因である。電荷変換効率に応じてオフ時電圧を変更すれば、本発明における課題を確実に解決することができる。
【００２４】
また、上述の放射線検出器において、ゲートドライバは、変換層の種別の変更に応じてオフ時電圧を変更すればより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の一例を示すものとなっている。電荷の蓄積のしやすさは、変換層の種別に応じて変化する。したがって、オフ時電圧を変換層の種別に応じて決定するようにすることもできる。
【００２６】
また、上述の放射線検出器を搭載した放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源を備えればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成によれば、鮮明な画像を取得できるとともに故障の少ない放射線検出器を搭載した放射線撮影装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のゲートドライバは、コンデンサにに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタをオフとするときにゲート電極に印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更する。コンデンサに蓄積された電荷が漏洩しにくいと、それだけコンデンサの破壊が起こりやすくなる。そこで、電荷がトランジスタ側に逃げることができるようにオフ時電圧の絶対値は低くされる。この様にすることで、様々な放射線検出器の種別についてコンデンサの破壊の防止と確実な検出信号の取得とのバランスが取れた放射線検出器が取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する平面図である。
【図３】実施例１に係るＸ線検出器の動作を説明する模式図である。
【図４】実施例１に係るＸ線検出器の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係るＸ線検出器の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線検出器の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例２に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図８】従来のＸ線検出器の構成を説明する断面図である。
【図９】従来のＸ線検出器の問題点を説明する模式図である。
【図１０】従来のＸ線検出器の問題点を説明する模式図である。
【実施例１】
【００３０】
次に、本発明の最良の形態である、各実施例に係る放射線検出器の構成について説明する。なお、以降の説明におけるＸ線は、本発明における放射線の一例である。
【００３１】
＜Ｘ線検出器の全体構成＞
実施例１に係るＸ線検出器１０は、図１に示すように、キャリアを検出するとともに電荷を蓄積するコンデンサと蓄積した電荷の取り出しを制御するトランジスタとを備えた検出素子が配列されたアクティブマトリックス基板４と、Ｘ線をキャリア対に変換するアモルファスセレン層１と、第２高抵抗膜２と、アモルファスセレン層１を電界に置くための共通電極３と、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化して構成されるエポキシ樹脂層５と、ガラスで構成される補助板６と、第１高抵抗膜７とを有している。また、Ｘ線検出器１０は、アクティブマトリックス基板４，第１高抵抗膜７，アモルファスセレン層１，第２高抵抗膜２，共通電極３，エポキシ樹脂層５，および補助板６の順に積層された構成となっている。アモルファスセレン層１は、本発明の変換層に相当し、共通電極３は、本発明の電極層に相当する。また、アクティブマトリックス基板４は、本発明の検出基板に相当する。
【００３２】
アモルファスセレン層１は、比抵抗１０９Ωｃｍ以上（好ましくは１０１１Ωｃｍ以上）となっている高純度のアモルファスセレンで構成される。その積層方向の厚さは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとなっている。このアモルファスセレン層１にＸ線が照射されると、正孔と電子のペアであるキャリア対が発生する。アモルファスセレン層１は、強い電場に置かれているので、キャリアは、それに伴って移動し、アクティブマトリックス基板４に形成された収集電極４ａに電荷が誘起される。
【００３３】
アクティブマトリックス基板４には、ガラス基板上にキャリア収集用の収集電極４ａが形成されている。収集電極４ａは、第１高抵抗膜７に接するとともに、アクティブマトリックス基板４の表面に２次元的に配列されている。この収集電極４ａは、図１に示すように、電荷蓄積用のコンデンサ４ｃに接続されている。コンデンサ４ｃは、収集電極４ａで収集された電荷が蓄積される。コンデンサ４ｃは、トランジスタ４ｔに接続されている。このトランジスタ４ｔは、コンデンサ４ｃに接続される入力端子の他に、電流制御用のゲートＧと、検出信号読み出し用の読み出し電極Ｐとを有している。トランジスタ４ｔのゲートＧがオンされると、コンデンサ４ｃに蓄積している電荷は読み出し電極Ｐに向けて流れる。
【００３４】
２次元的に配列されたトランジスタ４ｔは、縦横に格子状に伸びる配線に接続されている。すなわち、図２における縦方向に配列したトランジスタ４ｔの読み出し電極Ｐは、全て共通のアンプ電極Ｑ１〜Ｑ４のいずれかに接続されており、図２における横方向に配列したトランジスタ４ｔのゲートＧは、全て共通のゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４のいずれかに接続されている。ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４は、ゲートドライバ１３に接続され、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４は、アンプアレイ１４に接続される。この様に、アクティブマトリックス基板４には、コンデンサ４ｃ，トランジスタ４ｔ，ゲートＧで構成される画素が２次元的に配列されている。ゲートドライバ１３は、トランジスタ４ｔのオン・オフを行うゲート電極Ｇの電位を制御するものである。
【００３５】
各コンデンサ４ｃに蓄積される電荷を読み出す構成について説明する。図２におけるコンデンサ４ｃの各々に電荷が蓄積されているものとする。ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ１を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。オンされた横に並んだ４つのトランジスタ４ｔは、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４を通じて、電荷（原信号）をアンプアレイ１４に伝達する。
【００３６】
次に、ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ２を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。この様に、ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４を順番にオンしていく。その度ごとに１行に並んだ各トランジスタ４ｔが一斉にオンされる。こうして、ＦＰＤ４は、コンデンサ４ｃの各々に蓄積された電荷を１行毎に読み出す構成となっている。
【００３７】
設定値記憶部１３ａは、ゲートドライバ１３が動作するときのパラメータが記憶されている。ゲートドライバ１３は、このパラメータを読み出して動作することになる。設定値記憶部１３ａが記憶するパラメータとしては、ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４に印加する電圧値などがある。
【００３８】
アンプアレイ１４には、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４の各々に、信号を増幅するアンプが設けられている。アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４からアンプアレイ１４に入力された原信号は、ここで所定の増幅率で増幅される。画像生成部１５は、アンプアレイ１４から出力された原信号を基にＸ線透視画像を生成する。
【００３９】
収集電極４ａ，コンデンサ４ｃ，およびトランジスタ４ｔは、Ｘ線を検出するＸ線検出素子を構成する。Ｘ線検出素子は、アクティブマトリックス基板４において、例えば３，０７２×３，０７２の縦横に並んだ２次元マトリックスを形成している。
【００４０】
共通電極３は、金で構成され、第２高抵抗膜２を介してアモルファスセレン層１にバイアス電圧を印加する目的で設けられている。図１に示すようにノード３ａに接続されている。ノード３ａに高電位が供給されることにより、共通電極３には、電位にして、例えば、１０ｋＶの正のバイアス電圧が印加されている。
【００４１】
第１高抵抗膜７，および第２高抵抗膜２は、例えばＳｂ２Ｓ３から構成され、電子、またはホールのうちのいずれかを選択的に通過させる膜である。その膜厚は、０．１μｍ〜５μｍ程度であり、比抵抗は１０９Ωｃｍ以上となっている。第１高抵抗膜７は、アモルファスセレン層１からアクティブマトリックス基板４に流れる電流を整流する高抵抗の層である。第２高抵抗膜２も、共通電極３とアモルファスセレン層１に流れる電流を整流する目的で設けられている。
【００４２】
＜トランジスタがＯＦＦ状態のときにゲート電極に印加する電圧の設定＞
次に、オフ時電圧（トランジスタ４ｔがトランジスタがＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇに印加する電圧）について説明する。ゲート電極Ｇの電圧は共通電極３に印加される電圧によって決定される。実施例１の場合、共通電極３に印加される電圧は、１０ｋＶと高いものである。この場合は、ＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇに印加される電圧は、低い正の電圧（例えば、＋１０Ｖ）が選択される。
【００４３】
このような電圧の設定がされる理由について説明する。まず、ＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇが正の電圧となっているのは、共通電極３に印加される電圧が正だからである。共通電極３が正の電荷となっているということは、アモルファスセレン層１で生じたホールが共通電極３から離れる方向に移動し、収集電極４ａに収集されるということを意味している。アモルファスセレン層１は、Ｐ型の性質を有しており、ホールの移動速度が速く収集に好都合である（図３左側におけるアモルファスセレン層１を参照）。この様な事情があるので共通電極３は正の電位となっているのである。このような実施例１の場合、トランジスタ４ｔのソースＳは、コンデンサ４ｃの正極に接続される。したがって、トランジスタ４ｔは、ｐチャンネル型が選択される。ｐチャンネルのトランジスタ４ｔがＯＦＦ状態のときは、ゲートＧには正の電圧がかけられる。このように、共通電極３に印加される電圧の極性と同じ極性の電圧がゲート電極Ｇに印加されるのである。図３の右側は、ソースＳとゲートＧとの電位の比較を示している。
【００４４】
一方、共通電極３に印加される電圧が負に設定された場合は、ＯＦＦ状態におけるゲート電極Ｇには負の電圧が印加される。共通電極３が負の電荷となっているということは、Ｘ線をキャリアに変える変換層（この場合は、上述の場合と異なり変換層がアモルファスセレン層であるとは限らない）で生じた電子が共通電極３から離れる方向に移動し、収集電極４ａに収集されるということを意味している。このときの変換層は、Ｎ型の性質を有しており、電子の移動速度が速く収集に好都合である。この様な事情があるので共通電極３は負の電位となっているのである。このような場合、トランジスタ４ｔのソースＳは、コンデンサ４ｃの負極に接続される。したがって、トランジスタ４ｔは、ｎチャンネル型が選択される。ｎチャンネルのトランジスタ４ｔがＯＦＦ状態のときは、ゲートＧには負の電圧がかけられる。このように、ゲートドライバ１３は、共通電極３に印加される電圧の極性と同じ極性の電圧をゲート電極Ｇに印加する。
【００４５】
説明を図１の構成に戻して、ＯＦＦ状態におけるゲート電極Ｇの電圧の絶対値の選択について説明する。共通電極３に印加される電圧は１０ｋＶと絶対値が高い。そこで、ゲート電極Ｇに印加される電圧の絶対値は低く設定される。この様にした理由について説明する。共通電極３の電圧が高いので、コンデンサ４ｃにはそれだけ多くのホールが蓄積しやすくなる。すると、コンデンサ４ｃの両極間の電圧が高まり、コンデンサ４ｃが破壊されるおそれがある。
【００４６】
そこで、実施例１の構成によれば、ゲート電極Ｇの電圧（の絶対値）を低く設定している。この様にすることで、コンデンサ４ｃの正極の電位がある程度高くなると、コンデンサ４ｃの正極の電位は、ゲートＧの電位に容易に近づき（図４右側参照），トランジスタ４ｔがすぐにＯＦＦ状態を保てなくなる。トランジスタ４ｔがＯＦＦ状態を保つには、ソースＳの電位に対してゲートＧの電位が十分に高くなければならないからである。このようにソースＳの電位が高まると、ゲート電極Ｇは、ＯＦＦ状態の電位のまま、ソースＳからドレインＤに向けて電流が漏れ出すことになる（図４左側参照）。このとき、コンデンサ４ｃの蓄積電荷の一部が開放される。このようにして、コンデンサ４ｃの両極がショートする前に蓄積電荷の開放がされるので、検出素子は破壊から免れる。
【００４７】
仮に、図５右側に示すように、ソースＳの電位に対してゲートＧの電位が遙かに高いと、コンデンサ４ｃに蓄積した電荷は、ドレインＤ側に漏れ出すことができず、コンデンサ４ｃの負極側に流れようとする。すると、コンデンサ４ｃの両電極がショートし、コンデンサ４ｃが破壊されてしまう（図５左側参照）。
【００４８】
＜共通電極の電位が低い場合＞
一方、図３〜図５の説明とは異なり、共通電極３に印加される電圧が１００Ｖと絶対値が低く設定された場合は、ＯＦＦ状態におけるゲート電極Ｇに印加される電圧の絶対値が高く設定される（例えば、＋１５Ｖ：図６参照）。この様にした理由について説明する。共通電極３の電圧が低いので、コンデンサ４ｃにはそれだけホールが蓄積にくい。すると、コンデンサ４ｃの両極間の電圧が高まりにくく、コンデンサ４ｃが破壊されるおそれもない。そこで、この場合は、ゲート電極Ｇの電圧が高く設定される。この様にすると、トランジスタ４ｔがＯＦＦ状態のときにソースＳからドレインＤに向けて電流が漏れることがなくなる。したがって、放射線をキャリアに変える変換層で生じたホールに相当する電流は、ドレインＤより確実に取り出される。このように、ゲートドライバ１３は、共通電極３の電圧の絶対値が１０ｋＶから１００Ｖに低く変更されるのに従い、オフ時電圧（トランジスタ４ｔがＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇに印加する電圧）の絶対値を高くするように変更する。また、逆に言うとゲートドライバ１３は、共通電極３の電圧の絶対値が１００Ｖから１０ｋＶに高く変更されるのに従い、オフ時電圧の絶対値を低くするように変更する。
【００４９】
このように、ゲートドライバ１３は、共通電極３の印加電圧を下げるなどのようにコンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタ４ｔをオフとするときにゲート電極Ｇに印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更する。また、逆に言うと、ゲートドライバ１３は、共通電極３の印加電圧を上げるなどのようにコンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しにくくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタ４ｔをオフとするときにゲート電極Ｇに印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を低くするように変更する。
【００５０】
また、共通電極３に印加される電圧が負に設定された場合についてもゲートＧの電圧の設定は上述と同様である。すなわち、共通電極３に印加される電圧の絶対値が高い場合は、過剰な電荷蓄積によるコンデンサ４ｃの破壊を抑制することを目的としてＯＦＦ状態のゲートＧの電圧の絶対値は低く設定される。また、共通電極３に印加される電圧の絶対値が低く変更された場合は、蓄積電荷がＯＦＦ状態で漏れ出すのを目的としてＯＦＦ状態のゲートＧの電圧の絶対値は高く変更される。同様に、共通電極３に印加される電圧の絶対値が高く変更された場合は、蓄積電荷によるコンデンサ４ｃの破壊を防止するのを目的としてＯＦＦ状態のゲートＧの電圧の絶対値は低く変更される。
【００５１】
＜トランジスタがＯＮ状態となっているときのゲート電極の設定電圧＞
トランジスタ４ｔがＯＮ状態となっているときは、ゲートドライバ１３は、ゲート電極Ｇに−１５Ｖ程度の負の電圧を印加する。すると、コンデンサ４ｃの蓄積電荷がソースＳからドレインＤに流れ、蓄積電荷に相当する電気信号が取り出せる。
【００５２】
一方、共通電極３に印加される電圧が負に設定された場合については、ゲートドライバ１３は、ゲート電極Ｇに１５Ｖ程度の正の電圧を印加してトランジスタ４ｔをＯＮ状態とする構成となっている。すると、コンデンサ４ｃの蓄積電荷がソースＳからドレインＤに流れ、蓄積電荷に相当する電気信号が取り出せる。
【００５３】
以上のように、本発明の構成は、トランジスタ４ｔのゲート電極Ｇの電位を制御するゲートドライバ１３を備えている。本発明は、このゲートドライバ１３の動作に特徴がある。すなわち、ゲートドライバ１３は、コンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しやすくなるような設定の変更がなされると、これに応じて、トランジスタ４ｔをオフとするときにゲート電極Ｇに印加する電圧であるオフ時電圧の絶対値を高くするように変更するのである。コンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しやすいと、それだけ読み出した電荷データが正確でなくなる。そこで、本発明によれば、コンデンサ４ｃから電荷が漏洩しにくくなるようにオフ時電圧の絶対値を高く設定するようにしている。また、逆にコンデンサ４ｃに蓄積された電荷が漏洩しにくいと、読み出した電荷データの誤差は小さい。そこで、この場合は、トランジスタ４ｔのオフ時電圧を低くするようにし、トランジスタ４ｔが破壊しないようにしている。この様にすることで、様々な放射線検出器の種別について漏れ出す臨界の入射線量を一致させることができ、ダイナミックレンジをほぼ一定に保つことができる。
【００５４】
また、コンデンサ４ｃにおける電荷の蓄積のしやすさは、主に共通電極３に印加される電圧の絶対値の大きさにより決定される。したがって、上述のように共通電極３に印加される電圧の絶対値に応じてオフ時電圧を変更すれば、本発明における課題を確実に解決することができる。
【実施例２】
【００５５】
次に、実施例２に係る放射線撮影装置について説明する。この放射線撮影装置は、実施例１に係るＸ線検出器１０を搭載したものである。
【００５６】
まず、実施例２に係るＸ線撮影装置３１の構成について説明する。図７は、実施例２に係るＸ線撮影装置３１の構成を説明する機能ブロック図である。図７に示すように、実施例２に係るＸ線撮影装置３１には、被検体Ｍを載置する天板３２と、その天板３２の上部に設けられているパルス状のＸ線ビームを照射するＸ線管３３と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出器１０と、Ｘ線検出器１０に入射する散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッド３５とが設けられている。また、実施例２の構成は、Ｘ線管３３の管電圧、管電流やＸ線ビームの時間的なパルス幅を制御するＸ線管制御部３６を備えている。なお、Ｘ線撮影装置は、本発明の放射線撮影装置に相当し、Ｘ線管は、本発明の放射線源に相当する。
【００５７】
また、Ｘ線撮影装置３１は、オペレータの指示を受け付ける操作卓４３と、Ｘ線透視画像、または動画が表示される表示部４４とを備えている。
【００５８】
さらにまた、Ｘ線撮影装置３１は、Ｘ線管制御部３６を統括的に制御する主制御部４５を備えている。この主制御部４５は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。
【００５９】
Ｘ線管３３は、Ｘ線管制御部３６の制御にしたがって、所定の管電流、管電圧、照射時間でＸ線を被検体に向けて照射される。
【００６０】
この様な構成のＸ線撮影装置３１の動作について説明する。まず、被検体Ｍを天板３２に載置する。オペレータは、操作卓４３を通じて、Ｘ線管３３を制御し、Ｘ線を被検体Ｍに向けて照射させる。被検体Ｍを透過したＸ線は、Ｘ線検出器１０によって検出され、検出データ（増幅データ）は、画像生成部１５（図２参照）に送出され、被検体Ｍの透視像が写りこんでいるＸ線透視画像が生成される。このＸ線透視画像が表示部４４で表示されて実施例２に係るＸ線撮影装置３１によるＸ線透視画像の取得は終了となる。
【００６１】
実施例２の構成によれば、故障の少ないＸ線検出器１０を搭載したＸ線撮影装置３１が提供できる。
【００６２】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
【００６３】
（１）上述の構成は、共通電極３に印加される電圧を基にオフ時電圧（トランジスタ４ｔがＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇに印加する電圧）を決定する構成となっていたが、本発明はこのような構成に限られない。すなわち、ゲート電極Ｇに印加する電圧をキャリアが生じる変換層におけるＸ線をキャリアに変換する効率である電荷変換効率に応じて決定する構成としても良い。具体的には、電荷変換効率が高く変更された場合は、トランジスタ４ｔをオフとするときにゲート電極Ｇに印加する電圧の絶対値を低くするように変更する。電荷変換効率が高いということは、変換層では、キャリアが盛んに発生することになり、それだけコンデンサ４ｃに電荷が蓄積しやすい。そこで、本変形例によれば、ゲート電極Ｇに印加する電圧の絶対値を低く設定し、コンデンサ４ｃの破壊を防止している。
【００６４】
同様に、電荷変換効率が低く変更された場合は、オフ時電圧の絶対値を高くするように変更する。電荷変換効率が低いということは、変換層では、キャリアの発生が少なく、それだけ、コンデンサ４ｃに電荷が蓄積しにくい。そこで、この構成によれば、ゲート電極Ｇに印加する電圧の絶対値を高く設定し、コンデンサ４ｃの蓄積電荷がドレインＤに漏れ出すことを防止している。
【００６５】
（２）上述の構成は、共通電極３に印加される電圧を基にオフ時電圧（ＯＦＦ状態のときにゲート電極Ｇに印加する電圧）を決定する構成となっていたが、本発明はこのような構成に限られない。キャリアを生じる変換層の種別に応じてゲート電極Ｇに印加する電圧を変更するようにしても良い。すなわち、変換層は、アモルファスセレンの他、ＣｄＴｅ，ＣｄＺｎＴｅ，ＰｂＩ２，ＨｇＩ２，ＧａＡｓ等の材料が使用される。これらの材料の物性に応じて、コンデンサ４ｃの電荷蓄積のされやすさが決まっている。したがって、変換層の種別に応じてゲート電極Ｇの印加電圧を決定するようにすることもできる。
【００６６】
（３）本発明が検出する放射線はＸ線に限定されるものではない。
【００６７】
（４）上述した実施例では、検出素子が２次元マトリックス状に配列されていたが、この構成に変えて、検出素子が１次元的に配列された構成としても良い。
【符号の説明】
【００６８】
Ｇ     ゲート電極
１     アモルファスセレン層（変換層）
３     共通電極（電極層）
４ｃ   コンデンサ
４ｔ   トランジスタ
４     アクティブマトリックス基板（検出基板）
１３   ゲートドライバ
３３   Ｘ線管（放射線源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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